2024-2025學年高二物理上學期期末模擬卷（考試時間：60分鐘，分值：100分）注意事項：1．答卷前，考生務必將自己的姓名、準考證號等填寫在答題卡和試卷指定位置上。2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號。回答非選擇題時，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。3．測試范圍：滬科版2020必修三第9~12章，選修二第5~6章。4．難度系數：0．7。一、選擇題：本題共12小題，每小題3分，共36分。每小題只有一項符合題目要求。1．如圖，在一個點電荷Q附近的a、b兩點放置檢驗電荷，則檢驗電荷的受力F與其電荷量q的關系圖中正確的是（）A.B.C.D.【答案】B【詳解】因為離點電荷越近，電場強度越大，根據電場強度的定義式得：所以F-q圖像的斜率為電場強度，所以a點與原點連線的斜率大于b點與原點連線的斜率，故B正確。2．A、B是一條電場線上的兩點，若在A點釋放一初速為零的電子，電子僅在電場力作用下沿電場線從A運動到B，其電勢能Ep隨位移s變化的規律如圖所示。設A、B兩點的電場強度分別為EA和EB，電勢分別為φA和φB．則（）A.EA>EB，φA>φB B.EA>EB，φA＜φBC.EA＜EB，φA>φB D.EA＜EB，φA＜φB【答案】B【解析】電子僅在電場力作用下沿電場線從A運動到B，電勢能減小，電場力做正功，電場力向右，電場強度向左，電勢升高，所以φA＜φB；因為，電子僅在電場力作用下沿電場線從A運動到B，圖像的斜率減小，電場強度減小，所以EA>EB。故選B。3．如圖所示，平行板電容器與電動勢為E的直流電源（內阻不計）連接，下極板接地。一帶電油滴位于電容器中的P點且恰好處于平衡狀態，現將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離，則（）A.帶電油滴將沿豎直方向向上運動B.P點的電勢將降低C.帶電油滴的電勢能將減少D.極板帶電量將增加【答案】B【解析】A．將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離，因為極板間電壓不變根據可知場強在減小，電場力減小，則帶點油滴向下運動，故A錯誤；B．場強減小，而P與下極板間距離不變，根據可知，P與下極板間電勢差減小，且P點電勢高于下極板，則P點電勢降低，故B正確；C．由平衡態可知，電場力向上，場強方向向下，故油滴帶負電，P點電勢降低，電勢能增加，C錯誤；D．根據，，知U不變，d增大C減小，故Q減小，故D錯誤。4．橫截面積為S的導線中，通有大小為I的電流，已知導線單位體積中有n個自由電子，每個自由電子的電荷量是e，自由電子定向移動的速率是v，則在時間t內通過導線截面的電子數是（）AIt B. C. D.【答案】C【解析】BC．已知導線單位體積中有n個自由電子，則在時間t內通過導線截面的電子數是故C正確，B錯誤；AD．根據電流定義式可得總的電荷量為在時間t內通過導線截面的電子數是故AD錯誤。故選C。5．某同學利用如圖所示的電路測定干電池的電動勢和內電阻，在是否可忽略電流表內阻這種情況下，以電阻箱讀數R為橫坐標，電流表讀數的倒數為縱坐標。下圖中實線代表電流表內阻可忽略的情況，虛線代表電流表內阻不可忽略的情況，這四幅圖中，能正確反映相關物理量之間關系的是（）A.B.C.D.【答案】A【解析】若不考慮電流表的內阻，則則考慮電流表的內阻則兩種情況斜率相同，截距不同，電流表內阻不可忽略時截距大，虛線在實線的上方。故選A。6．如圖所示電路中定值電阻阻值R大于電源內阻阻值r，各電表均為理想表。閉合電鍵后，將滑動變阻器滑片向下滑動，電壓表V1、V2、V3示數變化量的絕對值分別為ΔU1、ΔU2、ΔU3，電流表A示數變化量的絕對值為ΔI，則（）A.變小 B.不變C.V1、V2、A示數均變大 D.電源輸出功率先增大后減小【答案】B【詳解】原電路是R和滑動變阻器串聯，電流表測干路電流，V1測量R兩端電壓，V2表示總的路端電壓，V3測量滑動變阻器兩端電壓。A．根據公式可得，內阻不變，所以不變，故A錯誤；B．根據公式可得：，故B正確；C．將滑動變阻器滑片向下滑動，總電阻減小，由公式則總電流增加，路端電壓減小。電路中測量R的電壓，由可知，的示數變大。測量的是路端電壓，示數減小。電流表A測量的是總電流，示數增加。故C錯誤；D．當外電路電阻等于內阻時，電源輸出功率最大，依題意，定值電阻阻值大于電源內阻阻值，所以將滑動變阻器滑片向下滑動，外電阻減小，并且始終大于內阻，電源的輸出功率會增加，D錯誤。7．有兩條長直導線垂直水平紙面放置，交紙面于a、b兩點，通有大小相等的恒定電流，方向如圖．a、b的連線水平，c是ab的中點，d點與c點關于b點對稱．已知c點的磁感應強度為B1，d點的磁感應強度為B2，則關于a處導線在d點產生磁場的磁感應強度的大小及方向，下列說法中正確的是（）A.B1+B2，方向豎直向下 B.B1－B2，方向豎直向上C.+B2，方向豎直向上 D.－B2，方向豎直向下【答案】D【詳解】由安培定則可知，a導線在d處產生的磁感應強度方向豎直向下。設a處導線在c點的磁感應強度的大小為B，方向豎直向下，根據對稱性b導線在c處產生的磁感應強度的大小為B，方向也是豎直向下，所以B1=2B。設a處導線在c點的磁感應強度的大小為B’，方向豎直向下，又因為b導線在d點的磁感應強度也是B，且大于B’，但方向向上，所以B2=B-B’。聯立以上兩式解得方向豎直向下，故ABC錯誤，D正確。8．如圖，質量為m的金屬桿ab垂直放在水平導軌上，處在勻強磁場中，磁場方向與水平面成θ角斜向上。開關閉合后金屬桿保持靜止，正確表示金屬桿受力示意圖的是（從a端看）（）A. B. C. D.【答案】B【解析】由左手定則知金屬桿所受安培力垂直與磁場方向向左上方，金屬桿保持靜止，由平衡條件可知，金屬桿一定受到向右的摩擦力，金屬桿也一定受到軌道的支持力，以及重力，受力示意圖如圖故B正確。9．如圖所示，圓形區域內有垂直紙面向內的勻強磁場，三個質量和電荷量都相同的帶電粒子a、b、c，以不同的速率對準圓心O沿著AO方向射入磁場，其運動軌跡如圖、若帶電粒子只受磁場力的作用，則下列說法正確的是（）A.三個粒子都帶負電荷 B.c粒子運動速率最小C.c粒子在磁場中運動時間最短 D.它們做圓周運動的周期Ta<Tb<Tc【答案】C【解析】A．粒子在磁場中做勻速圓周運動時，由洛倫茲力提供向心力，結合左手定則可知，三個粒子都帶正電荷，A錯誤；B．根據可得三個帶電粒子的質量、電荷量相同，在同一個磁場中，當速度越大時、軌道半徑越大，則由圖知，a粒子的軌跡半徑最小，c粒子的軌跡半徑最大，則a粒子速率最小，a粒子動能最小，c粒子速率最大，B錯誤；D．三個帶電粒子的質量和電荷量都相同，由粒子運動的周期可知三粒子運動的周期相同，即D錯誤；C．粒子在磁場中運動時間，θ是粒子軌跡對應的圓心角，也等于速度的偏轉角，由圖可知，a在磁場中運動的偏轉角最大，運動的時間最長，c在磁場中運動的偏轉角最小，c粒子在磁場中運動時間最短，C正確。10.如圖所示平面內，在通有圖示方向電流I的長直導線右側，固定一矩形金屬線框，邊與導線平行。調節電流I使得空間各點的磁感應強度隨時間均勻增加，則（）A.線框中產生的感應電流方向為B.線框中產生的感應電流逐漸增大C.線框邊所受的安培力大小恒定D.線框整體受到的安培力方向水平向右【答案】D【解析】A．根據安培定則可知，通電直導線右側的磁場方向垂直于紙面向里，磁感應強度隨時間均勻增加，根據楞次定律可知，線框的磁感應強度方向向外，故線框中產生的感應電流方向為逆時針方向，即，A錯誤；B．線框中產生的感應電流為，n=1空間各點的磁感應強度隨時間均勻增加，故線框中產生的感應電流不變，B錯誤；C．線框邊感應電流保持不變，磁感應強度隨時間均勻增加，根據安培力表達式，故所受的安培力變大，C錯誤；D．線框所處空間的磁場方向垂直紙面向里，線框中產生的感應電流方向為，根據左手定則可知，線框邊所受的安培力水平向右，線框邊所受的安培力水平向左。通電直導線的磁場分布特點可知邊所處的磁場較大，根據安培力表達式可知，線框整體受到的安培力方向水平向右，D正確。11．如圖所示，半徑為0.2m粗細均勻的圓形軌道內存在著垂直軌道平面的勻強磁場，磁感應強度大小為0.5T，導體棒ab與虛線直徑平行，長度為0.4m，在外力作用下沿軌道平面勻速運動，速度大小為3m/s。已知軌道總電阻為4，導體棒總電阻為2。運動過程中導體棒與軌道良好接觸，忽略阻力及摩擦，當導體棒通過圓心時，a、b兩點的電勢差為（）A.0.6V B.0.5V C.0.3V D.0.2V【答案】D【詳解】當導體棒通過圓心時感應電動勢此時外電路電阻，則a、b兩點的電勢差為，故選D。12.如圖所示，在直角邊長為2L的等腰Rt△ABC區域內，有垂直紙面向里的勻強磁場。用金屬絲制成的邊長為L的正方形線框abcd，沿紙面從左向右以速度v勻速通過整個磁場區域。設電流逆時針方向為正方向，則線框中感應電流i隨時間t變化的規律正確的是（）（A）（B）（C）（D）【答案】B【詳解】線框開始進入磁場運動L的過程中，只有邊bc切割，切割有效長度不變，感應電動勢不變，感應電流不變，由右手定則可知感應電流為逆時針方向（正方向）；前進L后，邊bc開始出磁場，邊ad開始進入磁場，回路中的感應電動勢為邊ad產生的減去bc邊在磁場中產生的電動勢，線圈切割磁感線的有效長度從零逐漸增大，回路中感應電動勢從零逐漸增大，感應電流從零逐漸增大，感應電流為順時針方向（負方向）；當線圈再前進L時，邊bc完全出磁場，ad邊也開始出磁場，有效切割長度逐漸減小，感應電動勢從零逐漸減小，感應電流逐漸減小，感應電流為順時針方向（負方向）。故選B。二、填空題：本題共5小題，每空2分，共22分。13． 電場中有A、B、C三點，一電量為+q、質量為m的帶電粒子僅受電場力作用，從A點開始以初速v0做直線運動，其v﹣t圖象如圖。粒子在t0時刻運動到B點，3t0時刻運動到C點。由圖可推斷，A、B、C三點中，_____點的電場強度最大，粒子經過_____點時具有的電勢能最大；A、B兩點的電勢差UAB＝______。【答案】

B

B

【詳解】[1]v﹣t圖像的斜率表示加速度，分析圖像可知，斜率先增大后減小，則粒子的加速度先增大后減小，B點加速度最大，由可知B點電場強度最大；[2]由圖像可知，粒子從A點經B點運動到C點速度先減小后增大，所以動能先減小后增大，根據能量守恒定律，電勢能應該先增大后減小，B點的動能最小，則電勢能最大；[3]帶電粒子由A到B的過程中，根據動能定理可知解得A、B兩點的電勢差14．圖（a）電路中的電源為化學電池，a、b為電池的正、負極。已知化學電池的電極附近存在化學反應薄層，薄層內的正電荷在化學力（非靜電力）的作用下從低電勢移動到高電勢處，沿電流方向形成圖（b）所示的電勢“躍升”（c、d之間為電源內阻）。閉合電鍵S，a、b兩點之間電勢差為，一電子從a點在電源內部經d、c移動至b點的過程中，非靜電力做功為W1；斷開電鍵S，a、b兩點之間電勢差為U2，電子從a點在電源內部經d、c移動至b點的過程中，非靜電力做功為W2，則U1_____U2，W1_______W2（均選填“大于”、“小于”或“等于”）。【答案】小于等于【詳解】[1]設電源電動勢為E，電鍵閉合時ab兩點之間路端電壓U1=E-Ir<E，斷開電鍵S，I=0，所以a、b兩點之間電勢差為U2=E，所以[2]根據電動勢的定義，無論閉合或斷開電鍵S，把正電荷q從電源負極搬送到正極，非靜電力做功為均為W=qE。電子從正極a點在電源內部經d、c移動至負極b點的過程中，等效于把正電荷e從負極搬送到正極，即非靜電力做功為均為W=eE，所以15．如圖（a），電路中電源的內阻可忽略不計，其電動勢E=6V，R1為可變電阻。電阻R的U–I特性曲線如圖（b）所示。當通過電阻R的電流強度為2.0mA時，R的阻值為_____Ω。將可變電阻阻值調到750Ω時，R兩端的電壓為_________V。【答案】10003【詳解】[1]由圖知，當通過電阻R的電流強度為2.0mA時，電阻R的電壓為2V，根據歐姆定律[2]將可變電阻等效到電源的內阻，考慮到橫坐標電流強度的單位是mA，所以U=E-Ir=6-0.75I，在圖中畫出等效電源的U–I特性曲線如圖：通過交點可知，此時R兩端的電壓為3V。16．如圖所示，兩個單匝線圈a、b的半徑分別為r和2r，圓形勻強磁場垂直它們所在的面，磁感應強度為B，其邊緣恰好與a線圈重合，則穿過a的磁通量為________，當磁場方向變為垂直紙面向里，穿過b線圈磁通量的變化量的大小為________。【答案】【解析】[1]由于磁場邊緣恰好與a線圈重合，則穿過a的磁通量為[2]由于回路處于磁場中的有效面積均為線圈a的面積，可知，開始穿過b線圈的磁通量也為當磁場方向變為垂直紙面向里，穿過b線圈磁通量為可知，穿過b線圈磁通量的變化量為解得即穿過b線圈磁通量的變化量的大小為。17．如圖所示，圓形導體線圈a平放在水平桌面上，在a的正上方固定一豎直螺線管b，二者軸線重合，螺線管與電源和滑動變阻器連接成閉合回路。若將滑動變阻器的滑片P向下滑動，則線圈a中產生的感應電流方向（俯視看）為_______（填“順時針”或“逆時針”）；線圈a對水平桌面的壓力將______（填“增大”或“減小”）【答案】逆時針增大【解析】[1]當滑動觸頭P向下移動時電阻減小，由閉合電路歐姆定律可知通過線圈b的電流增大，則b產生的磁場增大，根據安培定則可知磁場的方向向下，從而判斷出穿過線圈a的磁通量向下增加，根據楞次定律可以判斷出線圈a中感應電流方向俯視應為逆時針；[2]開始時線圈a對桌面的壓力等于線圈a的重力，當滑動觸頭向下滑動時，穿過線圈a的磁通量增加，故只有線圈面積減少或遠離線圈b時才能阻礙磁通量的增加，故線圈a有遠離b的趨勢，故線圈a對水平桌面的壓力將增大。三、計算題：本題共2小題，6分+14分，共20分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位。18．太陽能汽車是利用太陽能電池，將太陽能直接轉化為電能，再利用電動機驅動汽車的一種新型汽車，目前正處在實驗階段。某輛實驗車，太陽能電池板的總面積S=8m2，太陽光照射到電池板單位面積上的輻射功率P0=1kW/m2，對電動機的供電效率η1=15%，提供的電壓U=120V，電動機的內阻r=2Ω，實驗車內部機件摩擦的能耗率η2=10%，在水平路面行駛時車受到的阻力Ff=150N。求這輛實驗車在該路面上行駛的最大速率。【答案】太陽能電池對電動機提供的電功率為流過電動機的電流為電動機產生的牽引力的功率為實驗車達最大速率時做勻速直線運動，此時有F牽=Ff；而P牽=F牽vm；所以vm=EQ\F(P牽,Ff)=EQ\F(900,150)m/s=6m/s19.質譜儀示意圖如圖所示，一粒子束從兩極板P1和P2的中心軸線水平入射，通過兩極板中間區域后部分粒子能夠從狹縫S0處射入質譜儀，最終分裂為a、b、c三束，分別運動到磁場邊界的膠片上，它們的運動軌跡如圖所示。已知極板P1和P2中間區域同時有電場強度大小為E的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應強度大小為B1，在狹縫S0右側空間有垂直紙面向外，磁感應強度大小為B2的勻強磁場。不計粒子的重力。（1）寫出極板P1帶電的電性；（2）求能夠進入狹縫S0的粒子的速度v；（3）若某種通過狹縫S0的粒子，其質量為m，帶電量為q，求該種粒子從狹縫S0處運動到膠片上所需的時間；（4）若沿a、b、c軌跡運動的離子帶電量相同，測得他們在膠片上成像處到S0的距離之比為2∶3∶4，求它們的質量之比。【答案】（1）正電；（2）；（3）；（4）2∶3∶4【解析】（1）由粒子在磁場中的運動軌跡可知，粒子帶正電，則粒子在兩板間運動時受洛倫茲力向上，電場力向下，則極板P1帶正電；（2）粒子在兩板間做做勻速運動，則解得能夠進入狹縫S0的粒子的速度（3）某種通過狹縫S0的粒子在磁場中運動的周期則該種粒子從狹縫S0處運動到膠片上所需的時間（4）沿a、b、c軌跡運動的離子帶電量相同，測得他們在膠片上成像處到S0的距離之比為2∶3∶4，則半徑之比2∶3∶4，根據可得則它們的質量之比2∶3∶4。四、情景綜合題：本題共2小題，10分+14分，共24分。20．電動汽車在正常行駛時靠電源通過電動機提供動力，在減速或剎車時，又可以將汽車的動能通過發電機反饋給電源充電，實現能量回收目的。小敏同學為了研究電動汽車這一工作原理，設計了一個小實驗。如圖，兩根相距為L的平行光滑金屬導軌水平放置，導軌間分布著豎直向下的勻強磁場，其磁感強度為B，一導體棒AB垂直置于導軌上，其電阻為R，并與金屬導軌接觸良好．圖左側為充、放電電路，已知電源的電動勢為E，內電阻為r。電容器的電容為C。除了電源、金屬棒的電阻外，不計其它電阻。BBLARBErSC12（1）在模擬汽車啟動時，將開關S接到1位置，電源對外放電，導體棒受到安培力相當于汽車的牽引力。此時電源的電能主要被轉化為_______能和_______能，某時刻電流強度為I，則此時導體棒的速度為v1=__________，導體棒速度方向為。（2）在模擬汽車減速時，將開關S接到2位置，電路與電源脫開，和電容器聯接，導體棒對電容充電。充電過程中，電容器上極板帶________電。在導體棒速度減速為v2時，充電電流為I，此時電容器的所帶的電量為__________。【答案】（1）內能，機械能，EQ\F(E–IR?Ir,BL)，向右（2）正，C（BLv2?IR）【1題解析】電磁感應的電動勢和電源反向，即E-Blv=IR+Ir，解出v=EQ\F(E–IR?Ir,BL)，由右手定則可知導體棒運動方向為向右。【2題解析】電容器兩端電壓，即路端電壓為U=E-IR=Blv2-IR，所以電量Q=CU=C（BLv2?IR）21．電路可以實現電能的傳輸、分配和轉換，以及實現信號的傳輸與處理。電路通常由電源、負載和中間環節三部分組成。電流的存在可以通過一些儀器測試出來，如電壓表或電流表偏轉、燈泡發光等。（1）如圖所示，在a、b兩點間加恒定電壓，已知。（a）理想電流表、的示數之比為_______。A．3：5B．5：9C．5：3D．9：5（b）若將、換成理想電壓表、，則兩電壓表示數之比為_______。A．1：3B．1：2C．3：5D．2：3（2）表中為一些金屬材料的電阻率（20℃）。某同學用一根長1.22m、橫截面積為的導體進行實驗，測得當導體兩端電壓為0.60V時，通過導體的電流是0.10A。此導線的電阻為________Ω，是由________